FR3094673A1 - Véhicule comportant un dispositif de mesure de charge - Google Patents

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Pascal Chevalier
Jerome Chauveau
Alexandre Moretti
Gabriel Ouzen
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Eng Conception Maintenance
ENGINEERING CONCEPTION MAINTENANCE
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Eng Conception Maintenance
ENGINEERING CONCEPTION MAINTENANCE
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Abstract

Véhicule comportant un dispositif de mesure de charge La présente invention concerne un véhicule comportant une caisse (12), une pluralité de roues et un dispositif de suspension (120) reliant l’une desdites roues à la caisse, le dispositif de suspension comprenant un élément d’appui (125), configuré pour transmettre des efforts verticaux entre la caisse et la roue, le véhicule comportant en outre un dispositif de mesure d’une charge supportée par la caisse, ledit dispositif de mesure comprenant : - une tige (132) fixée à l’élément d’appui et exerçant un effort axial sur ledit élément d’appui ; - un capteur (40), apte à mesurer une distance entre les extrémités axiales de ladite tige ; et - un calculateur relié audit capteur, ledit calculateur étant apte à estimer une variation des efforts verticaux entre la caisse et la première roue, en fonction d’une variation de ladite distance. Figure pour l'abrégé : Figure 2

Description

Véhicule comportant un dispositif de mesure de charge
La présente invention concerne un véhicule comportant une caisse, une pluralité de roues et au moins un premier dispositif de suspension reliant au moins une première roue à la caisse, le premier dispositif de suspension comprenant un premier élément d’appui, configuré pour transmettre des efforts verticaux entre la caisse et la première roue, le véhicule comportant en outre un dispositif de mesure d’une charge supportée par la caisse.
L’invention s’applique particulièrement aux véhicules terrestres comprenant au moins quatre roues, de type véhicules automobiles.
De manière connue, les dispositifs de suspension relient les masses non suspendues, telles que les roues du véhicule, aux masses suspendues telles que la caisse et les charges supportées par ladite caisse.
Généralement, chaque roue d’un tel véhicule terrestre est équipée d’un dispositif de suspension. La somme des efforts verticaux reçus par chacun desdits dispositifs de suspension varie en fonction des charges supportées par la caisse du véhicule.
Il est connu, notamment des documents FR2956203 et JPH09236498, d’équiper un véhicule automobile d’un dispositif de mesure de la charge, associé à la suspension dudit véhicule. Un tel dispositif de mesure permet notamment d’éviter une surcharge du véhicule en envoyant un message d’alerte au conducteur, ce qui améliore la sécurité de circulation.
Les dispositifs de mesure connus peuvent être mis en place lors de la fabrication du véhicule. Cependant, il existe un besoin de dispositifs de mesure de charge aptes à être facilement intégrés à des véhicules existants, pour améliorer leur sécurité et/ou pour répondre à des exigences de norme.
A cet effet, l’invention a pour objet un véhicule du type précité, dans lequel le dispositif de mesure comprend : au moins une première tige disposée selon un premier axe et comprenant une première et une deuxième faces d’extrémité axiales, ladite première tige étant fixée au premier élément d’appui et exerçant un premier effort axial sur ledit premier élément d’appui ; au moins un premier capteur, apte à mesurer une première distance entre les première et deuxième faces d’extrémité axiales de ladite première tige ; et un calculateur relié audit premier capteur, ledit calculateur étant apte à estimer une variation des efforts verticaux entre la caisse et la première roue, en fonction d’une variation de ladite première distance.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le véhicule comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le premier capteur est un capteur à ultrasons, apte à envoyer un signal incident de la première vers la deuxième face d’extrémité axiale et à réceptionner un signal réfléchi par ladite deuxième face ;
- la première tige comporte un filetage et le dispositif de mesure de charge comprend en outre au moins un écrou assemblé audit filetage de la première tige, de sorte à exercer le premier effort axial sur le premier élément d’appui ;
- la première tige assemble l’un à l’autre la caisse et le premier élément d’appui, le premier effort axial étant exercé à la fois sur la caisse et sur ledit premier élément d’appui ;
- le premier dispositif de suspension comprend un deuxième élément d’appui, configuré pour transmettre des efforts verticaux entre ladite caisse et la première roue ; et le dispositif de mesure de charge comprend en outre : au moins une deuxième tige disposée selon un deuxième axe et comprenant une première et une deuxième faces d’extrémité axiales ; ladite deuxième tige étant fixée au deuxième élément d’appui et exerçant un deuxième effort axial sur ledit deuxième élément d’appui ; et au moins un deuxième capteur, apte à mesurer une deuxième distance entre les première et deuxième faces d’extrémité axiales de ladite deuxième tige ; le deuxième capteur étant relié au calculateur, ledit calculateur étant apte à estimer une variation des efforts verticaux entre la caisse et la première roue, en fonction d’une variation de ladite deuxième distance ;
- le véhicule comprend en outre un deuxième dispositif de suspension, reliant au moins une deuxième des roues à la caisse, le deuxième dispositif de suspension comprenant un troisième élément d’appui, configuré pour transmettre des efforts verticaux entre la caisse et la deuxième roue, le dispositif de mesure de charge du véhicule comprenant : au moins une troisième tige disposée selon un troisième axe et comprenant une première et une deuxième faces d’extrémité axiales ; ladite troisième tige étant fixée au troisième élément d’appui et exerçant un troisième effort axial sur ledit troisième élément d’appui ; et au moins un troisième capteur, apte à mesurer une troisième distance entre les première et deuxième faces d’extrémité axiales de ladite troisième tige ; le troisième capteur étant relié au calculateur, ledit calculateur étant apte à estimer une variation des efforts verticaux entre la caisse et la deuxième roue, en fonction d’une variation de ladite troisième distance.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d’un véhicule selon un mode de réalisation de l’invention ;
- [Fig 3] [Fig 4] [Fig 5] les figures 2 à 5 sont des vues de détail du véhicule de la figure 1, incorporant des dispositifs de suspension selon différentes variantes de l’invention ; et
- la figure 6 est une vue de détail du dispositif de suspension visible sur la figure 2.
La figure 1 est une vue schématique, de dessous, d’un véhicule 10 selon un mode de réalisation de l’invention.
Le véhicule 10 est un véhicule terrestre de type véhicule automobile. En particulier, le véhicule 10 comprend une caisse 12 et une pluralité de roues 14, 15. Le véhicule 10 comprend notamment au moins deux roues avant 14 et au moins deux roues arrière 15, les termes « avant » et « arrière » s’entendant par rapport à un sens de circulation habituel du véhicule 10.
Le véhicule 10 comprend en outre un essieu avant 16 et un essieu arrière 18. Les roues avant 14, respectivement les roues arrière 15, sont mobiles en rotation autour de l’essieu avant 16, respectivement autour de l’essieu arrière 18.
Le véhicule 10 comprend en outre une pluralité de dispositifs de suspension 20, 21, 22, 23, par exemple quatre dispositifs de suspension. Chacun desdits dispositifs de suspension 20, 21, 22, 23 relie au moins l’une des roues 14, 15 à la caisse 12. De préférence, un dispositif de suspension 20, 21, 22, 23 est fixé à l’essieu 16, 18, à proximité de la roue 14, 15 correspondante.
Les dispositifs de suspension 20, 21, 22, 23 peuvent être identiques ou différents les uns des autres. En particulier, les dispositifs de suspension 20, 21 du train avant, et les dispositifs de suspension 22, 23 du train arrière, sont de préférence identiques ou similaires deux à deux.
Le véhicule 10 comporte en outre un dispositif 30 de mesure de charge, ledit dispositif de mesure comprenant au moins un calculateur électronique 32.
Le dispositif de mesure 30 est destiné à estimer en temps réel une charge reposant sur la caisse 12 du véhicule 10. Le dispositif de mesure 30 sera décrit plus en détails ci-après.
Les figures 2, 3, 4 et 5 représentent plusieurs variantes 120, 220, 320 et 420 de dispositifs de suspension. Selon différents modes de réalisation de l’invention, chacun desdits dispositifs de suspension 120, 220, 320 et 420 peut former l’un des dispositifs de suspension 20, 21, 22, 23 du véhicule 10 décrit ci-dessus. Dans la description qui suit des dispositifs de suspension 120, 220, 320 et 420, on considère que le dispositif de suspension correspondant est intégré au véhicule 10, comme représenté sur les figures 2, 3, 4 et 5.
Les dispositifs de suspension 120, 220, 320 et 420 seront décrits simultanément ci-après, les éléments communs étant désignés par les mêmes numéros de référence.
Le dispositif de suspension 120, 220, 320, 420 relie au moins l’une des roues 14, 15 à la caisse 12 du véhicule 10.
Le dispositif de suspension 120, 220, 320, 420 comprend au moins un élément d’appui 125, 225, 325, 326, 425, 450, configuré pour transmettre des efforts verticaux entre la caisse 12 et l’au moins une roue 14, 15 reliée audit dispositif de suspension 120, 220, 320, 420.
Comme il sera détaillé par la suite, le dispositif de suspension 120, 220, 320, 420 comprend au moins un élément de mesure 130, 230, 330, 331, 430, 431. Ledit ou chacun desdits éléments de mesure fait également partie du dispositif 30 de mesure de charge du véhicule 10, tel que décrit ci-dessus.
Un élément de mesure 130, tel qu’inclus par exemple dans le dispositif de suspension 120, est représenté à la figure 6.
Le ou chaque élément de mesure 130, 230, 330, 331, 430, 431 comporte une tige d’assemblage 132, 232, 432 disposée selon un axe de mesure 133, 233, 357, 361 et configurée pour exercer un effort axial sur l’élément d’appui 125, 225, 325, 326, 425, 450. Il en résulte une tension dans ladite tige d’assemblage.
Selon des modes de réalisation décrits ci-après, la tige d’assemblage 132, 232 assemble l’un à l’autre la caisse 12 et l’élément d’appui 125, 225, 325, 326, 425. L’effort axial est donc exercé à la fois sur la caisse et sur ledit élément d’appui. En variante, comme décrit ci-après, la tige d’assemblage 432 est fixée à des pièces 456, 458 du véhicule 10, mobiles par rapport à la caisse 12.
De préférence, la tige d’assemblage 132, 232, 432 comporte un filetage 34 ; et l’élément de mesure 130, 230, 330, 331, 430, 431 comporte en outre un écrou 136, 236, 436 assemblé audit filetage. Ledit écrou 136, 236, 436 forme avec la tige d’assemblage un montage de type boulon, apte à exercer l’effort décrit ci-dessus selon l’axe de mesure.
En outre, l’élément de mesure 130, 230, 330, 430 comporte un capteur 40 fixé à la tige d’assemblage 132, 232, 432. Ledit capteur 40 est apte à communiquer avec le calculateur 32, notamment par liaison filaire ou sans-fil.
Comme illustré dans l’exemple de la figure 6, la tige d’assemblage 132, 232, 432 comprend une première 42 et une deuxième 44 faces d’extrémité, considérées selon l’axe de mesure. Les faces d’extrémité 42, 44 sont de préférence planes et perpendiculaires audit axe de mesure.
La tige d’assemblage 132, 232, 432 est formée d’un matériau, préférentiellement métallique, possédant une certaine élasticité. Plus particulièrement, une distance 46 entre les première 42 et deuxième 44 faces d’extrémité dépend d’une tension axiale imposée à ladite tige d’assemblage.
Le capteur 40 est apte à mesurer précisément ladite distance 46. Par exemple, le capteur 40 est un capteur à ultrasons, apte à envoyer un signal incident de la première 42 vers la deuxième 44 face d’extrémité axiale et à réceptionner un signal réfléchi par ladite deuxième face.
Selon un mode de réalisation, le capteur 40 est un transducteur piézoélectrique, apte à recevoir un signal électrique et à le transformer en onde ultrasonore. Dans les modes de réalisation représentés, le capteur 40 est fixé à la première face 42 de la tige d’assemblage 132, 232, 432.
Un élément de mesure 130 tel que décrit ci-dessus est notamment réalisé par fixation d’un capteur 40 sur une tige 132, 232, 432 ou une vis, par exemple par collage ou par électro-déposition sous vide.
De préférence, l’élément de mesure 130, 230, 330, 430 comporte en outre un cabochon 48 disposé par-dessus le capteur 40 et apte à maintenir un contact entre ledit capteur et la première face 42 de la tige d’assemblage.
Le dispositif de suspension 120 de la figure 2 va à présent être décrit plus spécifiquement.
Le dispositif de suspension 120 est plus particulièrement destiné au train avant du véhicule 10. En d’autres termes, le dispositif de suspension 120 est particulièrement destiné à former le dispositif de suspension 20 ou 21 d’une roue avant 14.
Le dispositif de suspension 120 est de type Mac Pherson à appui découplé. Plus précisément, l’élément d’appui 125 comporte une coupelle supérieure 150 et une coupelle inférieure 152 assemblées l’une à l’autre, la coupelle supérieure 150 étant disposée au-dessus de la coupelle inférieure 152. La coupelle supérieure 150 est disposée sous la caisse 12 et au contact de celle-ci.
Le dispositif de suspension 120 comprend notamment un amortisseur 154 et un ressort hélicoïdal 156, sensiblement disposés selon un même axe principal 157. L’amortisseur 154 comprend notamment une tige 158 et une butée 160 coaxiales.
Un effort vertical s’exerçant entre la roue 14 et la caisse 12 est réparti entre la tige d’amortisseur 158, le ressort hélicoïdal 156 et éventuellement la butée 160, selon le poids exercé sur la caisse 12. Cet effort est transmis à l’élément d’appui 125 par chacun des éléments susmentionnés.
Le dispositif de suspension 120 comporte au moins un élément de mesure 130 tel que décrit ci-dessus, et de préférence plusieurs éléments de mesure 130, par exemple trois éléments de mesure, disposés régulièrement autour de l’axe principal 157. Comme visible sur la figure 2, la tige d’assemblage 132 de chaque élément de mesure 130 est une vis qui passe par des ouvertures disposées selon l’axe de mesure 133 et ménagées respectivement dans la caisse 12, dans la coupelle supérieure 150 et dans la coupelle inférieure 152. La tige d’assemblage 132 et l’écrou 136 de chaque élément de mesure 130 assemblent l’un à l’autre la caisse 12 et l’élément d’appui 125, de sorte à former un assemblage 165 dit joint vissé. Chaque élément de mesure 130 applique un effort axial sur ledit joint vissé 165.
Le joint vissé 165 a une raideur notée Kj. La tige d’assemblage 132 a une raideur notée Kt.
Des étapes d’un procédé de fonctionnement du dispositif 30 de mesure de charge d’un véhicule 10, comprenant un dispositif de suspension 120 tel que décrit ci-dessus, vont maintenant être décrites.
Dans une première étape d’étalonnage, la ou chaque tige d’assemblage 132 est serrée sur le joint vissé 165 avec l’écrou 136 correspondant, de sorte à exercer sur ladite tige 132 une tension axiale initiale notée T0. Le serrage de ladite ou de chaque tige d’assemblage 132 est de préférence effectué en minimisant l’effort vertical exercé sur le dispositif de suspension 120. Plus précisément, le serrage est de préférence effectué en soulevant la caisse 12 du véhicule 10 de sorte que les roues 14, 15 soient pendantes, c’est-à-dire décollées du sol.
Dans cette configuration de roues pendantes du véhicule 10, la tension T0est équilibrée par la réaction notée R0du joint vissé 165. On a T0= R0.
Dans une deuxième étape, le véhicule 10 est posé au sol. Un effort vertical de la suspension, noté Fs, est alors appliqué au joint vissé 165. Cet effort correspond notamment à la somme des efforts transmis de la roue 14 au joint vissé 165 par le ressort hélicoïdal 156 et éventuellement par la butée 160 sur l’amortisseur. En effet, l’effort transmis par la tige d’amortisseur 158 peut être considéré comme constant entre la configuration de roues pendantes et la configuration posée au sol.
Ce chargement supplémentaire induit un nouvel équilibre dans le joint vissé. La nouvelle tension T1dans la tige d’assemblage 132 et la nouvelle réaction R1du joint vissé 165 correspondent à la relation : T1+ Fs= R1. On a donc la relation (1) ci-dessous :
La variation de la tension dans la tige d’assemblage 132 induit une variation de la longueur axiale de ladite tige, donc de la distance 46 entre les première 42 et deuxième 44 faces d’extrémité. Cette variation, noté ΔX, peut être décrite par la loi de Hooke du point de vue de la tige, selon la formule (2) suivante :
Cette même variation de longueur peut être décrite par la loi de Hooke du point de vue du joint vissé, selon la formule (3) suivante :
Les formules (2) et (3) conduisent à la formule (4) suivante :
A partir de (1) et (4) on obtient :
La formule (5) permet donc de déterminer l’effort dans la suspension à partir de la tension dans chaque tige d’assemblage 132.
Le dispositif de suspension 220 de la figure 3 va à présent être décrit plus spécifiquement.
Comme le dispositif 120 précédemment décrit, le dispositif de suspension 220 est plus particulièrement destiné au train avant du véhicule 10.
Le dispositif de suspension 220 est de type Mac Pherson à appui non découplé. Le dispositif 220 comprend notamment un amortisseur 254 et un ressort hélicoïdal 256, sensiblement disposés selon un même axe principal 257. L’amortisseur 254 comprend notamment une tige 258 et une butée 260 coaxiales. Ladite tige 254 comporte un tronçon supérieur 232, ou tige d’assemblage, et un tronçon inférieur 264, assemblés alignés selon l’axe principal 257. Une face inférieure 44 de ladite tige d’assemblage 232 est notamment orientée vers le tronçon inférieur 264.
La tige d’assemblage 232 comporte une partie inférieure 266 et une partie supérieure 268 reliées par un épaulement 270. La partie inférieure 266 présente un premier diamètre, plus élevé qu’un deuxième diamètre de la partie supérieure 268.
L’élément d’appui 225 comporte une coupelle supérieure 250 et une coupelle inférieure 252, la coupelle supérieure 250 étant disposée au-dessus de la coupelle inférieure 252. Un bloc 254 de matériau résilient est pris en sandwich entre lesdites coupelles 250, 252.
La coupelle supérieure 250 est disposée sous la caisse 12 et au contact de celle-ci.
Chacun des coupelles 250, 252 et du bloc 254 est traversé d’une ouverture disposée selon l’axe principal 257. La partie supérieure 268 de la tige d’assemblage 232 est disposée dans lesdites ouvertures, l’épaulement 270 étant au contact de la coupelle inférieure 252.
Une extrémité supérieure de la partie supérieure 268 comporte un filetage 34. Un écrou 236 est assemblé audit filetage, ledit écrou et l’épaulement 270 prenant en sandwich les coupelles 250, 252 et le bloc 254. La tige d’assemblage 232 et l’écrou 236 assemblent l’un à l’autre la caisse 12 et l’élément d’appui 225 tout en leur appliquant un effort axial. Il en résulte une tension dans la tige d’assemblage 232.
Une face supérieure 42 de la partie supérieure 268 est assemblée à un capteur 40 tel que décrit ci-dessus. La tige d’assemblage 232 et ledit capteur 40 composent ainsi un élément de mesure 230 tel que décrit ci-dessus.
Comme dans le dispositif 120 décrit précédemment, un effort vertical s’exerçant entre la roue 14 et la caisse 12 est réparti entre la tige d’amortisseur 258, le ressort hélicoïdal 256 et éventuellement la butée 260, selon le poids exercé sur la caisse 12. Cet effort est transmis à l’élément d’appui 225 par chacun des éléments susmentionnés.
La configuration du dispositif de suspension 220 présente donc des similitudes avec celle du dispositif 120 décrit précédemment. En particulier, une mesure de la distance 46 entre les faces supérieure 42 et inférieure 44, conduisant à déduire une tension axiale s’exerçant dans la tige d’assemblage 232, permet d’estimer un effort vertical de la suspension s’exerçant sur l’élément d’appui 225. L’axe de mesure 233 est ici confondu avec l’axe principal 257 du dispositif de suspension 220.
Selon une variante de réalisation, la tige d’assemblage 232 est formée par la totalité de la tige d’amortisseur 258. Cependant, ladite tige d’amortisseur est généralement longue et peut subir des flexions par rapport à l’axe principal 257. En cas de flexion trop importante, les ondes ultrasonores risquent de dévier de l’axe de mesure 233, rendant l’écho inexploitable par le capteur 40. Il est donc préférable de réaliser la tige d’assemblage sous forme de tronçon supérieur 232 de la tige d’amortisseur 258, en choisissant la distance 46 de sorte à limiter les risques de flexion dudit tronçon supérieur.
Selon une première option, les tronçons supérieur 232 et inférieur 264 sont réalisés indépendamment, puis assemblés par soudage ou collage. Selon une deuxième option, les tronçons supérieur 232 et inférieur 264 sont réalisés de manière monobloc, la face inférieure 44 du tronçon supérieur 232 étant matérialisée par un évidement ou un insert de matériau dans la tige d’amortisseur 258.
Le dispositif de suspension 320 de la figure 4 va à présent être décrit plus spécifiquement.
Le dispositif de suspension 320 est plus particulièrement destiné au train arrière du véhicule 10. En d’autres termes, le dispositif de suspension 320 est particulièrement destiné à former le dispositif de suspension 22 ou 23 d’une roue arrière 15.
Le dispositif de suspension 320 est de type à « bras tiré ». Le dispositif 320 comprend notamment un ressort hélicoïdal 356 d’amortisseur, disposé selon un premier axe 357, et une butée 360 disposée selon un deuxième axe 361 distinct du premier axe 357.
Le dispositif de suspension 320 comprend un premier élément d’appui 325, matérialisé par une coupelle, et un deuxième élément d’appui 326, matérialisé par une rondelle. Ladite coupelle 325 et ladite rondelle 326 sont fixées à la caisse 12, respectivement par un premier 330 et par un deuxième 331 éléments de mesure, lesdits éléments de mesure étant disposés respectivement selon le premier 357 et selon le deuxième 361 axe.
Chacun desdits premier 330 et deuxième 331 éléments de mesure est analogue à l’élément de mesure 130 décrit ci-dessus. Plus précisément, chacun des premier 330 et deuxième 331 éléments de mesure comprend une tige d’assemblage ou vis 132 qui coopère avec un écrou pour appliquer un effort axial sur la caisse 12 et le premier 325, respectivement le deuxième 326, élément d’appui. Il en résulte une tension dans ladite vis 132.
Une première partie de l’effort vertical entre la roue 15 et la caisse 12 est transférée par le ressort hélicoïdal 356 à la coupelle 325. Une deuxième partie dudit effort est transférée par la butée 360 à la rondelle 326. La mesure de la distance 46 de chacun des premier 330 et deuxième 331 éléments de mesure permet donc de calculer la somme desdites deux parties de l’effort vertical. Les axes de mesure sont ici respectivement les premier 357 et deuxième 361 axes.
Le dispositif de suspension 420 de la figure 5 va à présent être décrit plus spécifiquement. Comme le dispositif 320 décrit précédemment, le dispositif de suspension 420 est plus particulièrement destiné au train arrière du véhicule 10.
Le dispositif de suspension 420 est de type à ressort à lame. Il comporte notamment une butée 422 reliée à la caisse 12 par l’intermédiaire d’une coupelle 425. Selon la charge reçue par ladite caisse, la butée 422 est apte à entrer en contact avec l’essieu 18 du véhicule 10, à proximité d’une roue 15.
La coupelle 425, qui forme un premier élément d’appui selon l’invention, est fixée à la caisse 12 par l’intermédiaire d’un premier élément de mesure 430, analogue à l’élément de mesure 130 décrit ci-dessus. Plus précisément, le premier élément de mesure 430 comprend une vis 132 qui coopère avec un écrou pour appliquer un effort axial sur la caisse 12 et le premier élément d’appui 425. Il en résulte une tension dans ladite vis.
En outre, le dispositif de suspension 420 comprend un ressort 450 formé de lames flexibles 452, 454 empilées verticalement. De manière connue, chacune des extrémités (non représentées) de la lame supérieure 452, la plus longue, est assemblée à la caisse 12 du véhicule 10.
Les lames 452, 454 du ressort 450 sont prises en sandwich entre une plaque supérieure 456 et une plaque inférieure 458, ladite plaque inférieure étant fixée à l’essieu 18.
Les plaques supérieure 456 et inférieure 458 sont fixées l’une à l’autre par des fixations de type boulons, disposées de part et d’autre du ressort 450. Lesdites fixations comprennent au moins un deuxième élément de mesure 431. Dans le mode de réalisation représenté, chaque fixation est formée par un deuxième élément de mesure 431.
Chaque deuxième élément de mesure 431 est analogue à l’élément de mesure 130 décrit ci-dessus. Plus précisément, chaque deuxième élément de mesure 431 comprend une tige d’assemblage ou vis 432 qui coopère avec un écrou 436 pour appliquer un effort axial sur les plaques supérieure 456 et inférieure 458. Il en résulte une tension dans ladite vis 432.
Une première partie de l’effort vertical entre la roue 15 et la caisse 12 est transférée par la butée 422 à la coupelle 425. Une deuxième partie dudit effort est transférée par le ressort à lames 450, ce qui a une incidence sur la distance entre les plaques supérieure 456 et inférieure 458. La mesure de la distance 46 de chacun des premier 430 et deuxièmes 431 éléments de mesure permet donc de calculer la somme desdites deux parties de l’effort vertical.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l’invention, au moins le train arrière du véhicule 10 est équipé d’un ou de plusieurs éléments de mesure 130, 230, 330, 331, 430, 431. En effet, dans un véhicule utilitaire, la charge utile du véhicule est particulièrement localisée à l’arrière.
Plus préférentiellement, le train avant et le train arrière sont tous deux équipés d’un ou de plusieurs éléments de mesure 130, 230, 330, 331, 430, 431.
Un exemple de procédé de fonctionnement du dispositif 30 de mesure de charge d’un véhicule 10, tel que décrit ci-dessus, va maintenant être décrit. On considère que le dispositif 30 a été étalonné, comme dans le mode de réalisation décrit ci-dessus en relation avec le dispositif de suspension 120.
Lorsque le véhicule 10 est à l’arrêt ou en circulation, chacun des capteurs 40 des éléments de mesure 130, 230, 330, 331, 430, 431 du dispositif 30 effectue une mesure de la distance 46 décrite ci-dessus. Chaque mesure est ensuite communiquée au calculateur 32 qui en déduit, à l’aide d’un algorithme, l’effort vertical s’exerçant dans chaque dispositif de suspension 20, 21, 22, 23 du véhicule. Le calculateur 32 peut ainsi estimer la charge subie par chacun desdits dispositifs de suspension, et/ou par chacun des essieux 16, 18 du véhicule 10.
De préférence, certains ou tous les capteurs effectuent des mesures à intervalles réguliers, de sorte à fournir une mesure en temps réel de la charge subie par chacun des dispositifs de suspension. Cette mesure est dite dynamique, puisque la répartition de la charge sur les roues d’un même essieu, ou entre les roues avant et les roues arrière, peut varier en fonction du déplacement du véhicule.
Selon un mode de réalisation, la charge estimée est comparée à un seuil mémorisé dans le dispositif 30. En cas de dépassement du seuil, le dispositif 30 émet un message d’alerte à destination du conducteur ou d’un poste de contrôle.
Selon un autre mode de réalisation, la charge estimée est communiquée à d’autres organes du véhicule, tels que les dispositifs de freinage, dans le but d’optimiser leur fonctionnement.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif 30 mémorise une évolution dans le temps de la charge estimée pour chaque dispositif de suspension 20, 21, 22, 23, afin de déterminer par exemple un degré d’usure des pièces concernées.
Le dispositif de mesure 30 tel que décrit ci-dessus peut être incorporé aisément à un véhicule existant. Par exemple, les tiges d’assemblage 132 décrites ci-dessus et équipées de capteurs 40 peuvent facilement remplacer des vis incorporées à des dispositifs de suspension dudit véhicule existant. De même, les tiges d’assemblage 432 peuvent être installées à la place de fixations de type cavaliers, équipant des suspensions à ressorts à lames.
Un véhicule existant peut ainsi être facilement reconditionné en véhicule 10 conforme à l’invention, par incorporation du dispositif de mesure 30 décrit ci-dessus.

Claims (6)

  1. Véhicule (10) comprenant une caisse (12), une pluralité de roues (14, 15) et au moins un premier dispositif de suspension (20, 21, 22, 23, 120, 220, 320, 420), ledit premier dispositif de suspension reliant au moins une première desdites roues à la caisse,
    le premier dispositif de suspension comprenant un premier élément d’appui (125, 225, 325, 326, 425, 450), configuré pour transmettre des efforts verticaux entre la caisse et la première roue,
    le véhicule comportant en outre un dispositif (30) de mesure d’une charge supportée par la caisse,
    ledit véhicule étant caractérisé en ce que ledit dispositif de mesure comprend :
    - au moins une première tige (132, 232, 432) disposée selon un premier axe (133, 233, 357, 361) et comprenant une première (42) et une deuxième (44) faces d’extrémité axiales ; ladite première tige étant fixée au premier élément d’appui et exerçant un premier effort axial sur ledit premier élément d’appui ;
    - au moins un premier capteur (40), apte à mesurer une première distance (46) entre les première et deuxième faces d’extrémité axiales de ladite première tige ; et
    - un calculateur (32) relié audit premier capteur, ledit calculateur étant apte à estimer une variation des efforts verticaux entre la caisse et la première roue, en fonction d’une variation de ladite première distance.
  2. Véhicule selon la revendication 1, dans lequel le premier capteur (40) est un capteur à ultrasons, apte à envoyer un signal incident de la première (42) vers la deuxième (44) face d’extrémité axiale et à réceptionner un signal réfléchi par ladite deuxième face.
  3. Véhicule selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel la première tige comporte un filetage (34) et le dispositif de mesure de charge comprend en outre au moins un écrou (136, 236, 436) assemblé audit filetage de la première tige, de sorte à exercer le premier effort axial sur le premier élément d’appui.
  4. Véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la première tige (132, 232) assemble l’un à l’autre la caisse (12) et le premier élément d’appui (125, 225, 325, 326), le premier effort axial étant exercé à la fois sur la caisse et sur ledit premier élément d’appui.
  5. Véhicule selon l’une des revendications précédentes, dans lequel :
    - le premier dispositif de suspension (320, 420) comprend un deuxième élément d’appui (325, 326, 425, 450), configuré pour transmettre des efforts verticaux entre ladite caisse et la première roue ; et
    - le dispositif (30) de mesure de charge comprend en outre :
    - au moins une deuxième tige disposée selon un deuxième axe et comprenant une première et une deuxième faces d’extrémité axiales ; ladite deuxième tige étant fixée au deuxième élément d’appui et exerçant un deuxième effort axial sur ledit deuxième élément d’appui ; et
    - au moins un deuxième capteur (40), apte à mesurer une deuxième distance (46) entre les première et deuxième faces d’extrémité axiales de ladite deuxième tige ;
    le deuxième capteur étant relié au calculateur (32), ledit calculateur étant apte à estimer une variation des efforts verticaux entre la caisse et la première roue, en fonction d’une variation de ladite deuxième distance.
  6. Véhicule selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre un deuxième dispositif de suspension (20, 21, 22, 23, 120, 220, 320, 420), reliant au moins une deuxième (14, 15) des roues à la caisse (12),
    le deuxième dispositif de suspension comprenant un troisième élément d’appui (125, 225, 325, 326, 425, 450), configuré pour transmettre des efforts verticaux entre la caisse et la deuxième roue,
    le dispositif (30) de mesure de charge du véhicule comprenant :
    - au moins une troisième tige (132, 232, 432) disposée selon un troisième axe et comprenant une première et une deuxième faces d’extrémité axiales ; ladite troisième tige étant fixée au troisième élément d’appui et exerçant un troisième effort axial sur ledit troisième élément d’appui ; et
    - au moins un troisième capteur (40), apte à mesurer une troisième distance entre les première et deuxième faces d’extrémité axiales de ladite troisième tige ;
    le troisième capteur étant relié au calculateur (32), ledit calculateur étant apte à estimer une variation des efforts verticaux entre la caisse et la deuxième roue, en fonction d’une variation de ladite troisième distance.
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